[發(fā)明專利]基于鋸齒LFMCW波形體制測(cè)速雷達(dá)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)速度修正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810898984.8
• 申請(qǐng)日: 2018-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN109932710B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王勛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01S13/58
• 分類號(hào): G01S13/58
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 王子溟

本發(fā)明涉及一種基于鋸齒LFMCW波形體制測(cè)速雷達(dá)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)速度修正方法，所述速度修正方法包括：快時(shí)間維FFT測(cè)量目標(biāo)距離；慢時(shí)間維FFT得到多普勒頻移和遠(yuǎn)距離回波頻移；載頻修正得到遠(yuǎn)距離目標(biāo)的速度值。本發(fā)明的修正方法可以根本解決遠(yuǎn)距離目標(biāo)以及大調(diào)頻斜率上線性調(diào)頻連續(xù)波體制雷達(dá)慢時(shí)間維FFT計(jì)算速度時(shí)出現(xiàn)的誤差，在信號(hào)處理中消耗資源較小、易于實(shí)現(xiàn)，且可廣泛用于相參體制LFMCW雷達(dá)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于鋸齒LFMCW波形體制測(cè)速雷達(dá)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)速度修正方法。

背景技術(shù)

線性調(diào)頻連續(xù)波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave，LFMCW)雷達(dá)具有很高的距離分辨力和測(cè)距精度，在低距離盲區(qū)方面比脈沖體制雷達(dá)具有更加明顯的優(yōu)點(diǎn)。

如下圖1所示即為鋸齒狀LFMCW波形。

LFMCW雷達(dá)發(fā)射信號(hào)模型可表示為：

s₁(t)＝cos(2πf₀t+πμt²)，0≤t≤T_e (1)

式中，μ＝B/T_e，μ為L(zhǎng)FM斜率，B為調(diào)頻帶寬，T_e為掃頻段時(shí)間調(diào)頻周期；f₀為線性調(diào)頻脈沖的起始頻率(載頻)。

假設(shè)在距離為R位置有一個(gè)點(diǎn)散射體，雷達(dá)接收其回波信號(hào)為：

s_r(t)＝acos[2πf₀(t-Δτ)+πμ(t-Δτ)²]，0≤t-Δτ≤T_e (2)

式中，a為信號(hào)幅值，其與目標(biāo)雷達(dá)散射截面積(RadarCrossSection，RCS)、距離、天線增益有關(guān)；Δτ＝2R/c為時(shí)延，c為光速。

混頻器輸入的參考信號(hào)為：

s_ref(t)＝cos(2πf_r0+πμt²)，0≤t≤T_e (3)

式中，f_r0為參考信號(hào)LFM的起始頻率，通常令f_r0＝f₀。

接收信號(hào)與參考信號(hào)經(jīng)混頻、低通濾波后的復(fù)信號(hào)模型為：

該信號(hào)的瞬時(shí)頻率為：

上式表明，目標(biāo)的距離與瞬時(shí)頻率成正比。所以對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行采樣并對(duì)采樣序列進(jìn)行FFT，在頻率為f_i的峰值位置對(duì)應(yīng)的目標(biāo)距離為

實(shí)際LFMCW體制雷達(dá)在掃頻段內(nèi)做快時(shí)間維FFT，頻率峰值按照上式(6)計(jì)算出目標(biāo)距離。每個(gè)掃頻段之間做慢時(shí)間維FFT，頻率峰值對(duì)應(yīng)目標(biāo)速度。

然而在采用鋸齒LFMCW波形進(jìn)行測(cè)速時(shí)，遠(yuǎn)距離目標(biāo)引起載頻變化，進(jìn)而會(huì)影響到遠(yuǎn)距離目標(biāo)的計(jì)算結(jié)果，因此其不能忽視，需要修正檢測(cè)后的速度值，以提高計(jì)算精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于鋸齒LFMCW波形體制測(cè)速雷達(dá)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)速度修正方法，用于修正采用鋸齒LFMCW波形進(jìn)行測(cè)速時(shí)，遠(yuǎn)距離目標(biāo)引起載頻變化，進(jìn)而會(huì)影響到遠(yuǎn)距離目標(biāo)的計(jì)算結(jié)果的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于鋸齒LFMCW波形體制測(cè)速雷達(dá)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)速度修正方法，所述速度修正方法包括：